定向高密度碳纳米管阵列化学传感器的研制与性能检测

摘要

本文以铜为催化剂，甲烷为碳源，采用化学气相沉积方法在石英单晶基底上生长水平定向单壁碳纳米管阵列，分别用扫描电子显微镜、原子力显微镜对其结构进行表征。研究了石英基底退火温度和退火时间、聚合物聚乙烯丙烯酸甲脂(PMMA)分散催化剂、催化剂形成规则的条状对定向碳纳米管阵列生长的影响。利用PMMA将定向碳纳米管阵列转移到SiO2/Si基底上，采用微加工工艺分别在石英和SiO2/Si基底上制作场效应器件，并利用半导体参数测试仪对器件进行了电学测试。
　　 实验结果表明，石英基底经过退火处理能提高碳纳米管阵列的定向性，优化的退火温度为860℃，退火时间为8h。利用PMMA分散催化剂能提高催化剂的活性，增加定向碳纳米管的密度。使催化剂形成规则的条状能进一步提高其密度和定向性，碳纳米管的平均密度为3根/μm。对制作的FET器件进行了电学测试，碳纳米管阵列表现为P型工作模式。研究了不同沟道长度对器件迁移率的影响，相同源漏电压下，沟道长度为5μm器件的迁移率高于沟道长度为3μm器件迁移率。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章文献综述

2.1碳纳米管简介

2.2碳纳米管的制备方法

2.3碳纳米管生长机理

2.4水平定向碳纳米管阵列的生长研究进展

2.5水平碳纳米管阵列的应用

2.6本课题的主要研究内容及意义

第三章 定向碳纳米管阵列生长与转移研究

3.1实验试剂

3.2实验仪器

3.3实验过程

3.4实验结果分析与表征

3.5 SiO2/Si衬底上碳纳米管阵列的生长

3.6本章总结

第四章 场效应晶体管器件的制作与性能测试

4.1器件的加工与测试

4.2气敏检测系统的搭建

4.3本章总结

结论

致谢

参考文献